名师精编优秀教案数字显示时钟的制作与调试项目教学设计一、信息化应用说明在本实训项目课程的教学设计中，根据我校的实际情况，将信息化与它有机整合。我校的实际情况：我校的电子实训室集多媒体教室，网络、生产流水线于一体，有利于教师利用信息化手段进行高效教学。主要表现形式如下：1. 借助于网络实施学生自主学习，提高学生获取新知识的能力。2. 以我的微博、邮箱、班级群搭建一种师生之间、生生之间的交流平台。3. 专门为本课程制作的多媒体教学软件。二、教材分析本项目的内容选自王启洋、刘梅梅主编，大连理工大学出版社出版的中等职业教育课程改革国家规划新教材电子技术基础与技能一书中项目十一数字钟组装与调试。本教材以完成电子工艺过程为主线，将电子技术基础知识和技能实训融入到各个工作任务中，体现了“以职业能力为本位、以职业实践为主线、以工作过程为导向”的职业教育课程改革指导思想，符合“做中学、做中教”的现代职业教育精神。通过“数字显示时钟”项目的学习使学生深入理解计数器、译码显示电路的工作原理。本书在以前知识的基础上通过任务的层层推进，把理论知识融入到完成项目的进程中，符合学生由易到难，由浅到深的认知规律；符合中职学生喜欢实践操作，对理论不感兴趣的特点。三、学情分析教学对象： 中职电子专业二年级学生知识基础 ：学生经过前面项目的学习已经掌握了模拟电路的基本知识，会使用万用表检测电阻、电容、二极管等常用元器件；会使用电烙铁组装电路；会使用常用的仪器，如稳压电源、低频信号发生器、示波器等调试电路。通过项目七、八、九的学习，已经掌握了数字电路的基础知识，对门电路、译码电路及触发器电路有了比较深入的了解。能力分析 ：中职学生喜欢动手操作，喜欢上网，对信息技术有着浓厚的学习兴趣，中职二年级学生已有一定的 IE 浏览器使用基础（会浏览网页，会查资料，会网上交流等）。具有一定的自主学习能力和探究意识。但分析问题、解决问题的能力有待加强，学习方法有待继续改进。情感分析 ：具有强烈的好奇心和求知欲，但因为在中学阶段长期得不到表扬和称赞，存在一定的自卑心理，自信心不足。学习现状分析： 在著名教育家陶行知先生“教学做合一”教学理念的引领下，我校推行“体验式”教学模式已有两年多时间，经过老师长期的引导，学生已逐步适应在亲身体验中获取新知的教学模式，基本养成课前通过多种途径认真预习所学知识的良好习惯，喜欢小组合作探究、师生共同研讨的学习氛围。四、目标设定知识与技能 ：1. 会使用万用表检测元器件；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 28 页名师精编优秀教案2. 可以独立完成数字显示时钟的组装；3. 会描述数字显示时钟电路的工作过程；4. 能够对数字显示时钟电路进行调试及简单的故障检修；5. 提高学生应用网络媒体的能力。过程与方法 ：利用信息化手段的辅助作用，通过观察、操作、讨论等活动，培养学生探究、合作学习的能力和实践操作的能力；在学生充分参与学习过程的基础上，鼓励学生完成数显时钟的制作。情感、态度与价值观：1. 养成精益求精的工作态度及团结协作的作风，提高职业素养。2. 通过信息化与实训课程的整合，加强学生的团队精神，提高学生的安全意识、环保意识和利用网络媒体获取知识的意识；3. 让学生在组装、调试、排故的过程中，不断尝试成功的喜悦，体验学习的快乐，增强学生的自信心。五、教学重点及难点重点：数字显示时钟电路的组装及调试。难点：数字显示时钟电路的工作原理及故障检修。六、教学策略分析采取的主要教法为：多媒体辅助教学法： 是目前一种新型的教学法 , 它是科技飞速发展和网络技术崛起的产物,因其具有集声、像、动画、文字于一体的多种信息功能, 能给学生创造一种轻松、开放、主动的学习环境。任务驱动法、问题引领法：以任务为载体，以问题为纽带，让学生通过“先行再议而后知”的方式，通过对学习活动的充分参与，来获得个人的体验。在主动解决问题中建构知识、提升能力。演示教学法：针对学生体验过程中遇到的共性问题进行面上指导，以提高学生的学习效率，降低学生的学习难度。采取的主要学法为：小组竞赛法：通过课堂竞赛展现自我的技能实力，增强竞争意识。自主学习法：培养学生的自主学习能力，增强团队合作意识。探究学习法：让学生借助于书本、学案、网络等学习资源，通过相互讨论、询问老师等多种途径掌握新知。七、教学资源准备学生准备 ：1. 异质分组 ：为了平衡个体差异，根据学生特质进行分组，每3 人一组（保证每组有一名动手及思维能力较强的学生，一名相对较弱的学生），全班共分为 12 组，每组推选一名组长，形成相互关心、相互学习、共同进步的氛围。2. 通过上网查找，阅读收集整理资料（网页、图片、书籍等）。课前按照电子体验单内精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 28 页名师精编优秀教案容预习本节课相关知识，能够正确使用万用表、示波器等测量仪器仪表，安全正确使用电烙铁。教师准备：1. 教学环境准备：多媒体电脑、蓝牙相机、视频展台、投影仪、视频摄像头、网络教室等。2. 实训器材准备： 数字万用表 UT58D 、指针式万用表 MF47 、通用示波器 YB4330 、电子计数器 YB1731A 、 双路直流稳压电源THD-1 、 制作好的数显时钟电路板、 数字显示时钟电路套件、电烙铁、焊锡丝、斜口钳等。3. 学习资源准备： 精心设计与本项目配套的电子体验单及电子课堂评价表；制作多媒体教学课件；用高清摄像头，为全班每个同学拍摄电子照片；4. 网络资源库： 百度知道（ http:/zhidao.baidu.com） 、雅虎知识堂（http:/ks.cn.yahoo.com） 、SOSO 问问（ http:/wenwen.soso.com） 、维基百科（http:/zh.wikipedia.org/wiki）等八、内容安排设计在体验式教学模式的引导下，采用了如下教学流程：九、教学过程设计（一）情景创设，情感体验（5 分钟）活动内容学生活动教师活动1. 用多媒体课件展示学生课前收集的数字时钟使用场合的图片。学生观察课件中的图片，思考数字钟使用的广泛性和多功能性。教师以课件的形式展示学生课前收集的图片，将学生引入体验式教学环节情境创设情感体验任务引领探究体验总结评价强化体验拓展探究升华体验课外作业延伸体验时间： 5分钟任务一任务二任务三时间： 100 分钟时间： 100 分钟时间： 150 分钟时间： 5分钟时间： 30 分钟时间： 10 分钟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 28 页名师精编优秀教案2. 教师播放学生踩着铃声进教室的FLASH 动画3、讨论数字时钟的计数规律完成电子体验单上相关内容并引出本节课的教学任务。4.简单讲解每部分框图的作用学生观看 FLASH 动画，思考自己是否有类似的行为，解决上学迟到的办法。小组讨论计数规律， 并交流讨论的结果。情境性学习当中。教师播放 FLASH 动画引导学生养成良好的生活习惯，引导学生及时调整好闹钟，引出本项目的课题。教师点评小组讨论的结构，得出数显时钟的结构框图。设计意图：根据学生的学习兴趣，将教学延伸到课前。教师以直观可感的数字时钟图片、FLASH 动画将学生带入情境之中，通过小组交流讨论，使同学们参与其中，快乐学习。一个和谐，轻松愉快的课堂，让学生意识到数字时钟在实际生活中的广泛使用，意识到养成良好习惯的重要，使学生学会利用网络收集信息，增加学生学习的兴趣和求知欲。媒体资源：摄像机、相机、图片， FLASH 动画。（二）任务引领，探究体验（350分钟）任务一：数字显示时钟的工作原理（100 分钟）活动一：计数器的计数原理活动内容学生活动教师活动基本知识点 ：1.CD4518集成芯片的功能表。2. 计数器级联的连接方法。3. 电路原理图： 24 进制计数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 28 页名师精编优秀教案 60进制计数教学设计：1. 学生观察教学软件中CD4518的工作过程。2. 结合课前准备完成任务一种活动一的电子体验单。3. 教师对学生这部分内容的完成情况进行总结，再次观看相关教学软件巩固已学知识，并归纳总结CD4518的功能表，完成相关电子体验单。4. 观察教学软件中六十，二十四进制计数器的电路连接，即时分秒地位向高位的连线，和高位的连接方法。5. 观察教学软件中六十进制、二十四进制计数器的工作过程，结合 CD4518 和与门电路的基本知识，总结计数原理，并探讨一下问题。问题探讨：（1）如果 QD端接 CP2 ，是几进制计数 ? （2）进位信号为何是后沿触发? （3）60 进制数中低位为何不接清零信号？（4）如何搭建 12 进制计数电路？6. 在以上学习的基础上得出时分秒计数器的工作过程。7. 做小游戏完成 N进制计数器的电路搭建学生根据教学软件，观察计数器正常计数的条件，观察芯片的工作过程。小组讨论完成相关电子体验单。学生观看教学软件，完成相关体验单。学生根据教学软件，观察 60进制、 24 进制的电路连接方式，观察在 CP脉冲作用下，计数值的变化。小组讨论分析其工作原理。结合教学软件，小组讨论，完成问题探讨。学生总结计数过程。学生学会游戏规则。教师通过电 子 极 域 教师 用 教 学 软件 来 演 示CD4518芯 片的工作过程。对 每 种 工 作情 况 进 行 说明，提出芯片正 常 计 数 的条件。巡回指导，积极引导教师对学生的完成情况进行总结再次观看相关教学软件巩固已学知识。教师用教学软件来演示 60进制、24进制的工作过程。在学生回答的基础上，对电路连接及其工作原理做一说明，使学生能做到举一反三。教师作相应归纳总结。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 28 页名师精编优秀教案设计意图：在电子实训教学中，电流的流向，电路的工作过程，控制方式等的教学，如果按照常规的方法，教师讲，希望学生就此学会，那是很困难的，为了突破难点，我们借助信息技术来模拟其工作过程，让学生全方位地亲身感受其逻辑过程，感受信息流的变化，印象更深刻，学的也快，懂的也多。通过小组讨论分析提高学生解决问题的能力。在互动小游戏过程中，使学生能积极主动地获取新知识，体现玩中学，学中玩的教学理念。媒体资源：教学软件展示芯片的工作原理，及由十进制计数器构成N进制计数器的方法。活动二：译码显示原理活动内容学生活动教师活动基本知识点 ：1.CD4511集成芯片的功能表2. 共阴数码管的基础知识3. 电路原理图：教学设计：1. 学生观察电路发现，时分秒的译码显示电路，完全相同，均采用七段显示译码器CD4511驱动 LED数码管 BS201 。2. 学生通过课前准备和观察教学软件中CD4511的工作过程，得出 CD4511 的功能表，完成电子体验单，巩固已学知识。3. 学生观察数码管的显示原理，理解数码管的数据显示。4. 学生观察教学软件中译码显示过程，分析译码原理及稳压二极管的作用。问一问：译码驱动电路中的限流电阻怎么没有呢？学生观察译码显示电路。学生根据教学软件，观察集成块CD4511 的工作过程。学生根据教学软件，观用 教 学软 件 来 演 示CD4511芯 片的工作过程。对 每 种 工 作情 况 进 行 说明，提出正常显示的条件。用 教 学软 件 来 演 示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 28 页名师精编优秀教案察数码管显示原理，完成相关电子体验单。分析稳压二极管的作用。数 码 管 的 显示原理，巩固所学知识。讲解CD4511的 功能表。设计意图：用教学软件形象地展示CD4511的工作过程和数码管的工作过程，有利于学生对该部分知识的理解，使微观变直观，抽象变具体，增强学生的兴趣，提高课堂教学效率。通过老师设疑，学生思考，通过电子体验单中知识的层层推进，是学生在已有知识的基础上，理解电路原理，有利于难点的突破。媒体资源：教学软件展示芯片的工作原理，数码管的显示原理。活动三：秒脉冲发生器电路原理活动内容学生活动教师活动基本知识点 ：1CD4060集成芯片的功能表2.CD4013集成芯片的功能表3. 秒脉冲发生器工作原理，相关原理图教学设计：1. 学生观看教学软件认识秒脉冲发生器的组成，振荡电路的结构，其中电容起频率的微调作用。输出频率为32768HZ 。2. 通过 CD4060 214分频器，使输出频率为2HZ 。3. 学生观看教学软件结合CD4013 集成芯片功能，分析分频器的作用及其工作原理。完成相关学习体验单4. 教师进行总结，并作必要补充。学生根据教学软件，观察CD4060 、CD4013的工作过程，小组讨论总结该部分电路的作用。学生完成电子体验单上的相关内容。用教学软件来演示CD4060 ，CD4013 的工作过程，总结分频原理，进而讲解振荡电路的组成和作用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 28 页名师精编优秀教案设计意图：传统教学中需要用示波器才能正确测出相关频率，通过视频展台，能让学生较好地观察到测试结果，而教学软件的开发、使用，节约了测试频率的时间，使学生对输出频率的观察更直观，提高了课堂教学效率。媒体资源：教学软件展示 CD4060各测试脚的测试结果、秒脉冲发生器的工作原理。活动四：校正电路工作原理活动内容学生活动教师活动基本知识：1. 秒校时工作原理：校时电路中， “秒”校时采用等待校时法。正常工作时，将开关S3拨向 CP输入脉冲位置，传送秒计数信号。进行校对时，将S3拨向接地位置，暂停秒计时。标准时间一到，立即将S3拨回原位置，正常计时。2. 分、时校时原理：“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时，S1和 S2接芯片的清零端。 进行校对时， 将 S1、S2拨向 CP脉冲输出端，秒脉冲直接引入“分” 、 “时”计数器，让“分”， “时”计数器以秒节奏快速计数。待标准分、时一到，立即将 S1、S2拨回原位置，封锁秒脉冲信号。教学设计：1. 同学们假如你们的手机时间不正确了，你如何调整时间？你调整时分秒的顺序又如何呢？2. 教师演示校秒功能，学生对应原理图的相关过程，分析S3开关下拨时电路的工作过程，完成相关学习体验单。3. 教师演示校分功能，学生对应原理图的相关过程，分析S2开关下拨时电路的工作过程，完成相关学习体验单。4. 教师演示校时功能，学生对应原理图的相关过程，分析S1开关下拨时电路的工作过程，完成相关学习体验单。5. 学生描述数显时钟电路的工作原理。小组讨论老师的提问，得出结果。学生根据教学软件，分别观察 S1、S2、S3按下时电路现象，观察其工作流程，理解校正电路的工作过程。学生根据教学软件，分别观察 S1、S2、S3恢复时电路现象，观察其工作流程，理解正常走时电路的工作过程。教师引导学生思考调时间的方法。用教学软件来演示 S1、S2、 S3按下时电路现象，讲解其工作流程，理解校正电路的工作过程。鼓 励 理解 能 力 相 对弱的小组，提出期望。议一议： 1. 本任务中的收获 2.是否能独立讲解、领会工作原理1. 设计星期计数电路。2. 完成电子课堂评价表。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 28 页名师精编优秀教案设计意图：小组讨论中时分秒调整顺序的设计，让学生在实际生活中，寻求调时规律，为后续学习中电路的调试做准备。议一议环节学生通过不断反思，有效培养学生的归纳总结能力和团队协作精神。通过多媒体辅助教学使学生更直观地理解各部分电路的作用，提高了课堂效率。通过学生课后体验活动，使学生的学习延伸到课后，有利于知识的复习巩固。媒体资源：教学软件展示校时电路的工作过程。任务二：数字显示时钟电路的制作（100 分钟）活动一：元器件识别与检测活动内容学生活动教师活动基本知识点：1. 集成电路识别CD4060 ，CD4013 ，CD4518 ，CD4511 ，CD4081 。2. 电路中常用元器件的检测（1）数码管识别与测试。（2）阻容元器件识别与检测。（3）稳压二极管识别与检测。（4）石英晶体的识别与检测, 注意石英晶体无极性。教学设计：1. 教师通过视频展台展示已经组装好的工作中的数显时钟，引起学生的好奇和想动手操作的强烈欲望。教师强调元器件的缺失或损坏对电路组装的影响。2学生根据数字显示时钟套件元件清单，清点元器件是否有缺失。3. 学生识别和检测集成块引脚和数码管引脚4. 学生使用万用表对阻容元器件、稳压二极管和石英晶体进行检测，并记录测量结果。5. 教师对学生这部分内容的完成情况进行总结。学生通过元器件清点核对套件，明确所安装的元器件。根据电子体验单元器件的识别与检测。教 师 展示 实 物 鼓 励学 生 自 己 组装 一 个 数 显时钟。教师巡回指导。个别辅导与集体点评相结合。抓拍一些错误的操作。教 师 针 对学 生 的 操 作进行总结。设计意图：元器件的识别与检测这部分内容学生已经在专业理论课上学习过，并进行过实验操作，可以通过课前体验，让学生回顾复习已学知识，然后在学生的实际操作中发现问题，再有针对性地解决问题。把课堂交给学生，培养学生的自主能力媒体资源：利用相机拍摄学生的错误操作，利用视频展台展示学生的正确操作。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 28 页名师精编优秀教案活动二：数字时钟电路的组装活动内容学生活动教师活动基本知识点：1安装工艺要求（1）电阻器卧式贴板焊接，电阻的色标方向应一致；（2）电容器立式贴板焊接；（3）稳压二极管贴板焊接；(4) 石英晶体立式贴板焊接；(5) 集成电路采用插座贴板焊接(6) 开关贴板焊接(7) 安装顺序按照先低后高、先小后大、先轻后重的原则。2. 焊接注意事项（1）电烙铁在使用前应先检查一下好坏，处理好烙铁头，在用的过程中，小心不要碰到电烙铁的发热部位，不要烫伤电源线，电源线要放在手臂外侧，一旦发生电烙铁短路现象或不小心烫伤电源线，应及时切断电源，然后对电烙铁进行检修。（2）电烙铁加热焊盘及引脚时间不能过长，使焊锡融满焊盘即可，一般时间是23S。（3）注意焊点要光亮，不能虚焊、连焊、错焊、漏焊、铜箔脱落，同时还要注意用锡要适量，不要太多，如引脚不好焊，在焊接到板上去之前进行镀锡，保证可焊性。焊之后，将引脚剪掉，保留焊点高度0.51mm 。3. 印制电路板教学设计：1. 学生回忆以前学过的知识，叙述良好焊点的要求、安装工艺要求。2. 学生说出焊接过程中的注意事项。3. 教师进行总结，对于学生说明不足之处进行补充。4. 学生对照印制电路板元件面和焊接面，找准各元器件的焊接位置，找到各集成电路的焊接位置，并根据焊接工艺要求对元器件引脚进行整形处理。5. 按原理图组装电路。安装顺序按照先低后高、先小后大、先轻后重的原则。回忆安装工艺，小组讨论其注意事项。观看图片中的错误操作，学生组装电路。引导学生回忆组装工艺、焊接工艺等。针对本项目集成块比较多的特点，提醒学生注意集成块与插座的良好接触。教师巡回指导，观看学生的焊接情况，是否符合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 28 页名师精编优秀教案印制板焊接好后，将电源导线焊接到正确位置。6.评一评：各小组将制作好的电路板图片上传至服务器，师生共评，评选出制作最好的作品。学生联系自己是否有类似的错误操作，有则改之无则加勉。共同 观察并点评各小组递交的作品，参与“最佳制作小组”的评选。工艺要求。对学生实训过程中出现的不规范操作，可用相机拍摄图片和视频。教师对组装过程中的存在问题及时讲解更正。点评学生作品，指出作品中的不完善之处，给同学们继续完善提供依据，同时找寻做得最完善的电路板。设计意图：焊接工艺以及元器件装配工艺这部分内容学生已经在专业理论课上学习过，并已进行过实验操作，这部分内容采用小组讨论交流的方法，让学生自主学习，唤起记忆。为了提高学生的参与度，利用多媒体屏幕、电脑和视频展示等展示学生的作品，让同学们参与评价，互相查漏补缺，共同进步。通过把电路板图片上传到服务器，为学生建立了作品库，也有利于师生评价出最佳的电路板。媒体资源：教师拍摄的图片，也可以视频。还可以利用了视频展台，这样在演示数字显示时钟安装步骤的时候，大家看的一目了然，也可以督促学生规范操作。任务三：数字时钟电路的调试与故障分析(150 分钟) 活动一：数字时钟电路的调试活动内容学生活动教师活动基本知识点：1. 通电前的检查：电路安装、焊接完成后，将使用到的数字集成电路按引脚标志插入到插座内。检查无误后，接通+5V电源进行调试。2. 调试电路（1）标准秒脉冲发生器：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 28 页名师精编优秀教案将直流稳压电源调整到 +5V，关闭电源后，与数字钟电源端相连。开启电源后，用示波器探头测试CD4013的 1 脚是否有频率 1HZ的矩形波输出。由于频率太低，所以波形显示为光点上下转动轨迹。如果没有1HZ秒脉冲，检查 CD4013和 CD4060及外围元件。使用示波器琢点观察CD4060的 Q端波形，并记录对应波形。3. 调试秒计数、译码和显示电路：将秒计数校时开关打到计数状态。通电后观察数码管是否按照 0059 的规律，每秒显示1 个数字。若显示不正常，用万用表检查CD4518-1 和对应的4511 电源电压是否正常。如果电源电压正常，使用示波器检查秒脉冲是否加到秒计数器的 CP端。直至显示正常为止。4. 调试分计数、译码和显示电路：在秒计数显示正常后，将分计数校时开关打到校时状态。通电后的检查方法与秒计数相同。5. 调试小时计数、译码和显示电路：检查方法与分计数相同6. 校时分秒到当地时间校时的过程通常是按照校时、校分和校秒的顺序进行。教学设计：1. 学生小组讨论电路通电前应做哪些准备工作及如何正确连接电路。2. 教师对学生的讨论结果进行点评，指出不足之处。3. 教师提出调试步骤。4. 以小组为单位进行通电调试，要求学生安全规范操作。5. 对于通电不成功，出现故障的电路，指导学生使用万用表、示波器一步一步查找原因。6. 故障清除完毕后，学生校时校准到当地时间，完成电子体验单。仔细观察思考，学会调试方法。学生根据电子体验单，对自己组装的数字显示时钟进行调试，完成体验单上的数据记录任务。对于不会或者不熟悉的地方可以以小组为单位进行讨论 。播放视频文件，演示调试过程。教师提出要求，并进行巡回指导，个别 辅 导 和 集体 辅 导 相 结合，并拍摄在调 试 过 程 中学 生 的 不 规范操作。等同学 们 操 作 完毕，作一定点评。设计意图：学生就业主要从事安装电路、调试电路、设计电路等方面的工作，因此要求学生除了有装配方面的技能外，还要有一定的理论基础，让学生从实际电路的调试过程中逐步发现、体验理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 28 页名师精编优秀教案论基础，巩固了数字显示时钟的工作原理，更有利于突破教学难点，更符合学生的认知特点，同时能培养学生的兴趣，在小组合作的过程中也能培养作为企业员工以后需要的团结合作品质。媒体资源：视频文件、拍摄到的视频与图片。让学生印象更深刻，也可以督促学生规范操作。活动二：数字显示时钟典型电路故障检修活动内容学生活动教师活动基本知识点：1. 故障现象：数码管无任何显示检修步骤：（1）5V工作电源是否连接好（2）3.3V 稳压输出是否稳定（3）送数码管的电平ag 电平是否正常（4）检测 CD4511 是否处于译码状态，即检测三个控制端的连接（5）检测 CD4511 芯片中 DCBA 的输入状态2. 故障现象：计时时间过慢检修步骤：可以肯定为故障在分频电路。（1）检测 CD4060 引脚，用示波器判断频率输出。（2）检测 CD4013 引脚，用示波器判断频率输出。3. 故障现象：显示正常，但不计数检修步骤：（1）检测秒脉冲工作是否正常，不正常检查振荡分频电路，检测振荡电路是否起振。（2）CD4518的连接是否正确，是否处于计数状态。4. 故障现象：进位错误检修步骤：（1）进位电路是否接错（2）CD4018芯片（四 2 输入与门）工作是否正常。教学设计：（1）在调试过程中学生对故障的排除已经有一定的经验。学生根据调试过程中遇到的故障现象，讲解排除故障的方法。（2）学生观看教学软件，对供电电路、进位电路、计数电路和译码显示电路等的故障作一分析，对上述的故障的排除方法作总结，（3）通过找故障游戏来巩固提高学生排除故障的能力。出现故障的学生讲解故障现象及排除故障的方法，其余同学作补充。小组之间进行讨论，看是否能排除故障。出 现 故 障 的电 路 可 能 存在哪些问题，带 领 同 学 们进 行 总 结 归纳。鼓励学生组间帮助，解决困难。教师引导并 作 必 要 补充。教师巡回指导，个别辅精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 28 页名师精编优秀教案学生观看教学软件中模拟的故障现象回答问题，小组讨论找出故障原因，该教学软件也可以根据检查步骤，学生可以自主学习。导 和 集 体 辅导相结合。播 放 教学软件，教师总 结 归 纳 排除 该 故 障 的步骤方法。设计意图：对于数字显示时钟的故障检修这一部分内容是教学的难点，学生会装配，会调试但是对于出现故障的板子让他们自己去查找故障对于理论基础和实践经验欠缺的他们来说很困难。传统的排除故障的教学方式，教师或简单地讲解排故理论，或刻意地对电路进行破坏。前者纯粹的理论讲解，无法激发学生的学习热情，无法让学生参与到排故任务中来，而后者教师对电路的破坏也不是明智的选择。利用信息化的教学手段可以弥补这一缺陷，有效地突破了该教学设计的难点。使学生在虚拟的故障排除游戏中中收获成功维修电子产品的喜悦。媒体资源：自制的学习软件展示常见的故障分析，通过找故障的小游戏，巩固所学知识。（三）总结评价、强化体验（10 分钟）活动内容学生活动教师活动回顾课堂所学，思考以下问题：1通过本项目的学习到目前为止学会了哪些知识？提升了哪方面的技能？2 除了知识技能之外， 你还有哪些收获？3团队合作时自己出了多少力？做了哪些工作？4. 上传电子课堂评价表5. 切断电源，按要求整理实训仪器和实训桌备注：各组学生整理、互查教师检查学生讨论， 思考，回答。每组选派一名代表谈学习体会填写电子课堂评价表（自评部分）组织学生讨论，对 普 遍 存 在 的 问 题加以补充说明，总结体验活动，将实践上升为理论，具体上升为抽象。设计意图：通过总结，理顺知识脉络，将实践上升为理论，具体上升为抽象，为后续的拓展教学打下基础，同时在交流过程中，鼓励学生敢于大胆发表自己的见解，在相互交流中表现自我。媒体资源：电子课堂评价表、多媒体课件。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 28 页名师精编优秀教案（四） 拓展探究、升华体验（ 30 分钟）拓展任务一：设计一个按作息时间表准时打铃的电路，使数字钟成为数字作息钟活动内容学生活动教师活动1. 如何实现整点报时功能。2. 在数字钟的基础上，设计一个按作息时间表准时动作的打铃控制电路，使数字钟成为数字作息钟。3. 将设计好的数字作息钟制成印制板，选择元器件，并进行安装、调试。1. 小组讨论整点报时功能实现的硬件组成 （一定会包含音响电路）：即整点和报时功能的实现。2. 小组讨论细化作息钟的任务：即时钟 +报时师：听说同学们上学都能不迟到，你们好样的，能告诉老师是如何做到呢？答：通过设置闹钟来实现的。师：我们做的时钟只能走时，其实稍作改 装 我 们 就 可 以 进行报时了，引导学生根 据 自 身 需 要 改 装电路。设计意图：教师积极引导学生，善于利用所学知识分解困难，最终解决困难。在解决困难的过程中培养了学生的逻辑思维能力和团队合作意识；在学生享受成功的喜悦中，收获学生的自信心。通过学生自制印制板，使学生熟悉企业的生产流程，很好地提升了学生的职业素养。（五）课外作业、延伸体验（5 分钟）1继续完成“电子课堂评价表” （完善自评、组评和师评） ，进一步完成数字作息钟的制作。2用数字电路搭建的数字显示时钟电路相对比较复杂，课后学生利用网络、论坛自主探究如何简化电路。3学生可以根据简化后的电路在面包板上自制，数显时钟，掌握最新的电子知识。4. 完成本实训的实验报告。设计意图：评价表的完善，让学生通过自评、组评、师评等多种评价手段，对自我的知识、技能、情感、态度和价值观有一个全面的认识。通过自主探究，培养学生熟练利用网络获取知识的能力，引导学生重视新知识的探究，引导学生更深层次了解对专业知识，为学生的终身学习打下基础。媒体资源：校园网、电脑和网上资源。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 28 页名师精编优秀教案十、教学反思根据课堂效果和学生自评、组评、师评的结果，本节课达到教学目标，学生能够自己动手检测电阻电容、二极管、数码管及各种常用元器件，可以独立完成电路的组装与调试。成功之处在于以下几点：（1）自制的教学软件，通过动画把抽象的电流转化为可见的信息流形象地呈现给学生，有利于学生理解工作原理，有效突破了教学难点。在排除故障任务中，通过教学软件的模拟，解决了师生在讲解故障分析时刻意制造故障的尴尬。（2）巧妙设计游戏，避免单调乏味，让学生学得轻松活泼。体现玩中学，学中玩的教学理念。（3）课堂中通过拍摄学生操作，有效地实现学生间的互评，把课堂交给学生，有效地发挥了学生的主体地位，有利于学生自主学习的意识。（4）网络资源的有效利用，有效培养学生利用网络获取知识的能力。能与现代科技紧密结合，真正做到由浅入深，学以致用。不足与改进之处：小组合作探究时 , 少数学生依赖性太强，有点想偷懒，大家一起做的时候，光在旁边看看，对这部分学生尤其要注意课中督促，加强课前及课后的引导！在故障分析时，有些故障是由于组装的不到位而造成的，就是因为接触不良而形成，实践中经常时好时坏，对于这种故障本人还没有想到适合的模拟办法，希望在座的专家能给予帮助，提升本人信息化运用的能力。还有极少数同学， 在上网进行面试评估表信息收集时，偷偷地浏览其它无关网页， 对此，也要加强课堂管理，加强网络伦理及规范教育！通过几个班级的教学尝试，我们发现信息化教学对激发学生的学习兴趣，提高教学质量都起到了良好的效果，从调查问卷中发现，我们的信息化教学方式得到了学生、同行老师、企业专家的普遍认可，然而信息化不是全部，不能代替实践教学，但它确实是实践教学前的必不可少的储备和演练。作为一名青年教师，我深刻地感悟到教育不是灌输，而是点燃思想的火焰，而信息化无疑是点燃火焰的半根火柴。附：电子体验单电子课堂评价表精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 28 页名师精编优秀教案学生电子体验单一、学习三维目标知识与技能 ：1. 会使用万用表检测元器件；2. 可以独立完成数字显示时钟的组装；3. 会描述数字显示时钟电路的工作过程；4. 能够对数字显示时钟电路进行调试及简单的故障检修；5. 提高学生应用网络媒体的能力。过程与方法 ：利用信息化手段的辅助作用，通过观察、操作、讨论等活动，培养学生探究、合作学习的能力和实践操作的能力；在学生充分参与学习过程的基础上，培养和发展学生多向思维，鼓励学生用最有效的办法完成数字显示时钟的制作。情感、态度与价值观：1. 养成精益求精的工作态度及团结协作的作风，提高职业素养。2. 通过信息化与实训课程的整合，加强学生的团队精神，提高学生的安全意识、环保意识和利用网络媒体获取知识的意识；3. 让学生在组装、调试、排故的过程中，不断尝试成功的喜悦，体验学习的快乐，增强“进我职中都是才，出我职中必有用”的信念。二、学习重点数字显示时钟电路的组装及调试。三、学习难点数字显示时钟电路的工作原理及故障检修。四、学习方法自主学习、合作学习、探究学习、小组竞赛体验单一：数字显示时钟结构与电路原理（一）学生课前体验活动1. 学生收集体现数显时钟使用场合的图片。2. 将 D触发器的端接到 Q端，就变成了 T触发器。3.CD4518 ，该 IC 是一种（同步 / 异步, 加/ 减）计数器，在一个封装中含有可互换二 / 十进制计数器，其功能引脚分别为和。该计数器是单路系列脉冲输入，4 路 BCD 码信号输出。4. 数码管可以分为共阳数码管和共阴数码管，对于共阳数码管的接法，若需点亮某字段，则需要使该字段的引脚为；而对于共阴数码管的接法，若需点亮某字段，则需要使该字段的引脚为。5. 对于七段数码管，当b、c 字段点亮时，就会显示数字，当字段点亮时，就会显示数字“ 3。6.CD4511用来驱动LED数码管。可直接驱动共阴数码管。它有三个控制信号:,。7. 在 CD4511中，当BI=0时，无论 DCBA 为何种状态， YaYg7个字段，不显示数字。当BI=1，LT=0时，无论 DCBA 为何种状态， YaYg7个字段，数码管精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 28 页名师精编优秀教案显示，它主要检测数码管是否损坏。LE=0 允许译码输出，LE=1译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。8.CD4013是，属于（前沿 / 后沿）触发型触发器。（二）学生课堂体验活动1. 小组讨论数字钟的计数规律并完成数字钟的结构框图。活动一：计数器的计数原理教师演示 CD4518 芯片的工作过程，学生根据老师的提示，回答下面问题。1CD4518有两个时钟输入端即，若用时钟上升沿触发，信号由输入，此时 EN端应接高电平，清零（又称复位）端Cr 为，只有清零端为时， CD4518才能正常计数。若用时钟下降沿触发，信号由端输入，此时CP端应接，不仅如此，清零（又称复位）端Cr 为，只有清零端为时，CD4518才能正常计数。2. 当输入一个CP脉冲时， Q0在下，翻转一次；Q1在条件下，翻转一次；Q2在条件下，翻转一次； Q3在条件下，翻转一次；3. 归纳总结 CD4518 的功能表4. 在电路图中，由于进位信号要求，所以将个位的接至十位的，现在EN2作为后沿触发的，而原作为使能端接地。假如构成 12 进制计数器，和通过与门接到计数器的Rd端。如果 QD接 CP2低位，会是进制计数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 28 页名师精编优秀教案活动二：译码显示原理1. 完成 CD4511的功能表功能输入输出显示字形LEBILTD C B A Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 译码试灯消隐锁存2. 发光二极管导通时，两端的电压为 V左右。3. 画出共阴、共阳数码管的内部结构图。活动三：秒脉冲发生器电路原理1.秒信号发生电路产生频率为的时间基准信号。数字钟大多采用，经过二分频， 获得 1Hz 的秒脉冲。 该电路主要应用,两块芯片组成组成。CD4060是二进制计数器分频器振荡器。它与外接、共同组成 215=32768 Hz 振荡器，并进行 14 级二分频，再外加一级D 触发器 (CD4013)二分频，输出时基秒信号。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 28 页名师精编优秀教案2.振荡电路中R2是反馈电阻，可使CD4060内非门电路工作在电压传输特性的过渡区，即线性放大区。R2的阻值可在几兆到十几兆之间选择，一般取。C1，C2是微调电容，其作用是。2. 总结 CD4060的功能表3. 双 D触发器接成T触发器，做使用，得到了信号，即秒脉冲信号。活动四：校正电路1.S3 开关按下，进行，“秒”校时采用。正常工作时，传送秒计数信号。进行校对时，暂停秒计时。标准时间一到，立即将S3弹出原位置，正常计时。2. S2 开关按下，进行， “分”校时采用。正常工作时，进行校对时，将秒脉冲直接引入“分”、计数器，让“分”计数器以秒节奏快速计数。待标准分一到，立即将S2弹出原位置，封锁秒脉冲信号。3. S1 开关按下，进行，原理同分校时。（三）学生课后体验活动1. 设计星期计数电路（即在24 小时的基础上再增加1 位数码管，实现 7 进制计数）。2. 完善课堂评价表。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 28 页名师精编优秀教案体验单二：数字显示时钟电路的制作（一）学生课前体验活动1. 元器件的识别与检测（1）电阻数字万用表红表笔插入“V”孔，黑表笔插入“ COM ”孔，档位打在“” ，选择比所测阻值稍大的一档，读数时看清档位的单位。注意人体电阻不要和所测电阻并联。（2）电容数字万用表红表笔插入“mA ”孔，黑表笔插入“ COM ”孔，档位打在“” ，红表笔接电容正极，黑表笔接电容负极，看所测得的容量值是否与标示值差不多，如果相差很多，说明电容有问题。（3）二极管数字万用表红表笔插入“V”孔，黑表笔插入“ COM ”孔，档位打在“”挡，红表笔接二极管正极， 黑表笔接二极管负极， 观察二极管正向导通电压为几百mV ，表笔反向，观察二极管反向不导通，说明二极管是正常的。（4）石英晶体用万用表 R*10K档测量石英晶体振荡器的正反向电阻，正常时均应为。若测得石英晶体振荡器有一定的阻值或为0，则说明该石英晶体振荡器漏电或击穿损坏。（5）数码管（1）共阴共阳数码管的判别： 确定数码管的公共端， ，两者是想通的， 可能是地端（共阴极），也可能是两个电源端（共阳极），然后用万用表像判别普通二极管正负极那样进行判断，即可确定出是共阴还是共阳，好坏也随之确定。（2）字段引脚判别：将共阴极数码管接地端和万用表的红表笔相连接，万用表的黑表笔接七段引脚之一，根据发光情况可以判别出a,b,c等七段。对于共阳极数码管，先将它的电源端 VCC 和万用表的黑表笔相接，（6）集成电路 CD4060的管脚图集成电路 CD4518的管脚图集成电路 CD4511的管脚图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 28 页名师精编优秀教案集成电路 CD4013的管脚图集成电路 CD4081的管脚图数码管管脚图集成芯片引脚的识别方法为2. 安装工艺要求电阻、二极管 （发光二极管除外）均采用， 需贴近印制板，电阻的应一致。集成电路插到底，先焊接固定，再焊其它脚，不能倾斜，每只脚都要焊牢。电容器采用直立式安装，无极性电容管底面离印制板。所有插入焊盘孔的元器件引线及导线均采用焊形式，剪脚留头在焊面以上。安装顺序按照、先轻后重，上道工序不影响下道工序的总体原则。3. 焊接注意事项电烙铁在使用前应先检查一下好坏，处理好，在用的过程中，小心不要碰到电烙铁的发热部位，不要烫伤电源线，电源线要放在，一旦发生电烙铁短路现象或不小心烫伤电源线，应及时，然后对电烙铁进行检修。电烙铁加热焊盘及引脚时间不能过长，使焊锡融满焊盘即可，一般时间是。注意使焊点光滑、无毛刺。（二）学生课堂体验活动活动一：元器件选择与识别1. 阻容元器件识别与测试用数字万用表检测电阻，写出实测阻值、测量档位及质量好坏电阻色环测量档位实测值质量好坏2K10 M100 K100 K100 K用数字万用表检测电容的质量及质量好坏，并说明判别方法。电容容量耐压值介质质量33pF 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 28 页名师精编优秀教案33pF 2. 稳压二极管识别与测试二极管正向电阻反向电阻测量档位稳压二极管 3.3V 3. 石英晶体检测测量档位：测量电阻值：4. 集成电路识别画出集成块 CD4060 ，CD4013 ，CD4518 ，CD4511 ，CD4081的管教识别图，注明管脚。5. 数码管识别与测试经检测该数码管是。根据检测结果画出数码管的管脚图。活动二：数字时钟电路的组装完成预习内容中的安装工艺要求及焊接注意事项填空。（三）学生课后体验活动1. 完善课堂评价表2. 观察同学的作品，寻找自身的不足，查漏补缺。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 28 页名师精编优秀教案体验单三：数字显示时钟的调试和典型电路故障检修（一）学生课前体验活动1. 电路通电前的准备工作。组装完成后，检查电路有无之处，焊点干净整洁、光滑圆亮，检查好后要进行电路的检测。完成拓展内容，通电观察电路现象。如果发生短路事故或元件异常发热现象，要及时，然后进行检修。2. 仪器设备的使用（1）直流稳压电源的使用方法：打开电源开关，开关指示灯亮；电压调整应该先粗调，后细调；操作前应先调准所需的输出电压值，然后再关闭电源开关，连接各个连线。（2）示波器的使用方法： 打开电源开关， 电源指示灯亮。 经预热后，调整“辉度”和“聚焦”旋钮，使亮度适中，聚焦最佳。将CH1通道 Y轴输入的触发方式开关（ AC DC ）置于，示波器上出现一条基线光迹，调节X、Y轴位移旋钮，使基线光迹位于示波器正中。将 CH1通道 Y轴输入的触发方式开关（AC DC ）接在 DC ，连接本机校准信号，调节“触发电平”使波形稳定。（二）学生课堂体验活动活动一：数字时钟电路的调试1. 调试秒脉冲发生器的输出信号将直流稳压电源调整到 +5V，关闭电源后，与数字钟电源端相连。开启电源后，用示波器探头测试 CD4013 的 1 脚是否有频率 1HZ的矩形波输出。 由于频率太低， 所以波形显示为光点上下转动轨迹。如果没有1HZ秒脉冲，检查 CD4013和 CD4060及外围元件。使用示波器琢点观察 CD4060 的 Q端波形，并记录对应波形2. 调试秒计数、译码和显示电路：将秒计数校时开关打到计数状态。通电后观察数码管是否按照0059 的规律，每秒显示 1 个数字。若显示不正常，用万用表检查CD4518-1 和对应的 4511 电源电压是否正常。如果电源电压正常，使用示波器检查秒脉冲是否加到秒计数器的CP端。直至显示正常为止。记录调试过程。3. 调试分计数、译码和显示电路：在秒计数显示正常后，将分计数校时开关打到校时状态。通电后的检查方法与秒计数相同。记录调试过程。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 28 页名师精编优秀教案4. 调试小时计数、译码和显示电路：检查方法与分计数相同记录调试过程。5. 校时分秒到当地时间校时的过程通常是按照校时、校分和校秒的顺序进行。活动二：数字显示时钟典型电路故障检修1. 你组装的数字显示时钟一次性成功了吗？如果在调试过程中出现问题，请填写故障维修单。故障现象故障原因故障点你是如何解决问题的？2. 记录教学软件中的故障现象，及排除方法。3. 切断电源，按要求整理实训仪器和实训桌备注：各组学生整理、互查教师检查（三）学生课后体验活动1. 如何实现整点报时功能。2.在数字钟的基础上，设计一个按作息时间表准时动作的打铃控制电路，使数字钟成为数字作息钟。将设计好的数字作息钟制成印制板，选择元器件，并进行安装、调试。3. 用数字电路搭建的数字显示时钟电路相对比较复杂，课后学生利用网络、论坛自主探究如何简化电路 （即用单片机编程的方式改装电路） 。 ，掌握最新的电子知识。4. 完成本实训的实验报告。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 28 页名师精编优秀教案任务一课堂评价表观察与评价观察点自我评价小组评价教师评价很好好一般能完成 CD4518芯片的功能表并能设计任意进制的计数器能自主完成 CD4511 、CD4013芯片的功能表能分析秒脉冲发生器电路及时分秒校正电路自主学习教材，踊跃质疑提问积极参与活动，勇于发表见解见解新颖独特，思维积极活跃善于合作研讨，完成分工任务按时完成训练，把握规律策略反思与探究存在的问题解决的办法修正与完善精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 28 页名师精编优秀教案任务二课堂评价表观察与评价观察点自我评价小组评价教师评价很好好一般能完成常用元器件的识别和检测熟练掌握元器件安装、焊接工艺能完成数字显示时钟电路的制作自主学习教材，踊跃质疑提问积极参与活动，勇于发表见解见解新颖独特，思维积极活跃善于合作研讨，完成分工任务按时完成训练，把握规律策略反思与探究存在的问题解决的办法修正与完善任务三课堂评价表精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 28 页名师精编优秀教案观察与评价观察点自我评价小组评价教师评价很好好一般掌握数字时钟电路的调试方法能对数字时钟电路进行调试并记录相关实验数据能对简单的数字时钟电路进行故障检修自主学习教材，踊跃质疑提问积极参与活动，勇于发表见解见解新颖独特，思维积极活跃善于合作研讨，完成分工任务按时完成训练，把握规律策略反思与探究存在的问题解决的办法修正与完善精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 28 页